柴油發動機的工作原理

傳統 柴油機 一直被視為吵鬧、有異味和 動力不足 發動機 除了卡車、計程車和貨車外，幾乎沒有什麼用處。但是，由於 柴油發動機及其噴射系統控制變得更加精細， 1980 年代見證了這種情況的變化。在 1985 年的英國，幾乎有 售出 65,000 輛柴油車（約占售出汽車總數的 3.5%）， 相比之下，1980 年只有 5380 人。

壓縮點燃引擎

許多汽車柴油機基於現有的汽油發動機設計，但主要部件經過加強以應對所涉及的更高壓力。 燃料由噴油泵和計量裝置提供，它們通常安裝在發動機缸體的側面。不需要電點火系統。

柴油發動機相對於汽油發動機的主要優點是它們的 運行成本。這部分是由於高壓縮比柴油發動機的效率更高，部分原因是柴油價格較低 – 儘管價格差異各不相同，因此運行 如果您住在價格高的地區，柴油車將略有減少 柴油 維修間隔通常也更長，但許多柴油型號 需要比汽油更頻繁的換油。

提升功率

柴油車的主要缺點是與 同等容量的汽油發動機。 解決這個問題的一種方法是簡單地增加引擎的大小， 但這通常會導致體重顯著增加。 一些製造商添加了 渦輪增壓器 到他們的引擎中製造它們 在性能方面具有競爭力;羅孚、梅賽德斯、奧迪和大眾都在其中 生產渦輪柴油發動機的製造商。

柴油發動機的工作原理

感應

當活塞開始沿著孔向下移動時，進氣閥打開並吸入空氣。

壓縮

進氣閥在衝程底部關閉。活塞上升以壓縮空氣。

點火

燃油在衝程頂部噴入。它點燃並迫使活塞向下。

排氣            

在活塞向上移動時，排氣門打開並排出燃燒的氣體。

柴油發動機的工作原理與汽油發動機不同，即使它們 共用主要元件，並且兩者都在四衝程迴圈上工作。主要的 區別在於燃料的點燃方式和功率輸出的方式 調節。

在汽油發動機中，燃料/空氣混合物由火花點燃。在柴油機 發動機，僅通過壓縮空氣實現點火。柴油發動機的典型壓縮比為 20：1，而汽油發動機為 9：1。 如此大的壓縮會將空氣加熱到足夠高的溫度 自發點燃燃料，不需要火花，因此不需要 點火系統。

汽油發動機每個吸氣衝程吸入的空氣量可變，該 確切的數量取決於節氣門開度。另一方面是柴油發動機 手，始終通過 僅由進氣閥打開和關閉的無節流進氣道（既沒有化油器也沒有蝶閥）。

當活塞到達其感應衝程的有效端時，入口 閥門關閉。活塞由其他活塞的動力和 飛輪的動量 ，行進到圓柱體的頂部，壓縮 空氣的體積大約是原來的二十分之一。

當活塞到達其行程的頂部時，精確計量的 柴油被噴射到燃燒室中。壓縮產生的熱量 立即點燃燃料/空氣混合物，使其燃燒和膨脹。這 力量 活塞向下，轉動曲軸。

當活塞在排氣衝程上沿氣缸向上移動時，排氣門 打開並允許燃燒和膨脹的氣體沿著排氣管流出。 在排氣衝程結束時，氣缸已準備好進行新裝料 空氣。

發動機結構

柴油發動機的主要部件看起來像汽油發動機的部件 並執行相同的作業。然而，柴油發動機零件必須製造很多 由於負載要高得多，因此比汽油發動機更堅固 涉及。

柴油發動機缸體的壁通常比缸體厚得多 專為汽油發動機設計，它們有更多的支撐腹板來提供額外的 強度和吸收應力。除了更堅固之外，重型 塊還可以更有效地減少噪音。

活塞 連桿 、曲軸和軸承蓋 比汽油發動機更強大。氣缸蓋設計必須 非常不同，因為 噴油器 也因為形狀 它的燃燒室和漩渦室。

直接噴射

直接噴射意味著燃料直接噴射到活塞冠頂部的燃燒室中。 腔室形狀更好，但更難使燃料與空氣正確混合並在不產生刺耳的、特有的柴油“爆震”的情況下燃燒。

為了使任何內燃機平穩高效地運行， 燃料和空氣需要適當混合。混合燃料和空氣的問題是 在柴油發動機中特別出色，因為空氣和燃料在 迴圈中的不同時間，必須在氣缸內混合。

有兩種主要方法：直接注射和間接注射。 傳統上，使用間接注入，因為這是最簡單的 引入湍流的方式，以便噴射的燃料噴霧與 燃燒室中的高度壓縮空氣。

在間接噴射發動機中，有一個小的螺旋渦流室（也 稱為預燃室），噴油器將燃料噴射到其中 在它到達主燃燒室本身之前。漩渦室創建 燃料中的湍流，使其在燃燒時更好地與空氣混合 室。

該系統的缺點是漩渦室實際上變成了 燃燒室的一部分。這意味著燃燒室作為 整體形狀不規則，導致燃燒問題和阻礙 效率。

間接噴射

間接噴射意味著燃料被噴射到一個小的預燃室中。這通向主燃燒室。 通過這種設計，理想的燃燒室形狀會受到影響。

直噴發動機沒有將燃料放入的漩渦室 被噴射 - 燃料直接進入燃燒室。 工程師必須非常仔細地注意燃燒的設計 腔室，以確保它產生足夠的湍流。

速度控制

電熱塞

為了在冷啟動前預熱氣缸蓋和發動機缸體，柴油機使用電熱塞。它們看起來像短而粗的火花塞，並連接到汽車的電氣系統。一旦通電，內部的元件會很快升溫。 電熱塞可通過轉向柱開關上的輔助位置或單獨的開關啟動。在最新的設計中，一旦發動機點火並加速到怠速以上，它們就會自動關閉。

柴油發動機不像汽油發動機那樣節流，因此空氣量 在任何特定發動機轉速下吸入總是相同的。發動機轉速 完全由噴入燃燒室的燃料量調節 - 燃燒室中的燃料越多，燃燒就越猛烈，功率就越大 產生。

油門踏板連接到發動機的計量單元 噴射系統，而不是像汽油那樣到節氣門蝶閥 發動機。

停止柴油機仍然需要關閉「點火」鑰匙，但 而不是切斷火花，這會關閉一個電螺線管，從而切斷 燃油計量和分配裝置的噴油器泵的燃油供應。 然後，發動機只需使用少量燃料即可 停。事實上，柴油發動機比汽油發動機更快地靜止 因為更高的壓縮率對 發動機。

起動柴油機

與汽油發動機一樣，柴油發動機是通過轉動 電動機 ，它啟動 壓燃式 週期。寒冷時， 但是，柴油發動機很難啟動，僅僅是因為 .壓縮 空氣不會產生足以點燃燃料的溫度。

為了解決這個問題，製造商安裝了 電熱塞 .這些是小的 電加熱器，由汽車電池供電，打開幾個 秒後嘗試啟動引擎。

柴油

柴油發動機使用的燃料與汽油有很大不同。是的 精制度略低，導致較重、更粘稠且 揮發性液體 .這些物理特性通常導致它 稱為「柴油」或「燃料油」。。在車庫的柴油泵上 前院 它通常被稱為 「derv」，是柴油發動機道路的縮寫 車輛。

柴油在非常冷的情況下會開始略微變硬甚至凝固 天氣。由於它可以吸收非常小的 水量，可能會結冰。所有燃料都吸收少量的 大氣中的水和洩漏到地下儲罐中 很常見。柴油燃料可以處理高達 50 或 60 的含水量 百萬分之一沒有問題——從這個角度來看，這是 每 10 加侖燃料大約裝滿四分之一杯的水。

任何凍結或「打蠟」都會堵塞燃油管路和噴油器並防止 發動機無法運轉。這就是為什麼在非常寒冷的天氣里，你會 偶爾會看到人們在卡車的燃油管上玩吹燈。